In:Ce:Cu:LiNbO3晶体的生长及存储性能研究

在Ce∶Cu∶LiNbO3晶体中掺进In2O3,用CZ法首次生长In∶Ce∶Cu∶LiNbO3晶体.对晶体的抗光折变能力、红外光谱、指数增益系数、衍射效率和响应时间进行了测试,结果表明:In(3mol;)∶Ce∶Cu∶LiNbO3晶体的抗光折变能力比Ce∶Cu∶LiNbO3提高两个数量级,其OH-吸收峰由LiNbO3的3484 cm-1移到3508 cm-1,响应速度比Ce∶Cu∶LiNbO3晶体快三倍.对In∶Ce∶Cu∶LiNbO3晶体抗光折变能力提高的机理、红外光谱OH-吸收峰紫移的机理进行了研究.     

Zn∶In∶LiNbO3晶体抗光损伤性能的研究

在LiNbO3中掺进ZnO和In2O3以Czochralski技术生长Zn∶In∶LiNbO3晶体.采用光斑畸变法测试Zn∶In∶LiNbO3晶体抗光损伤能力.Zn∶In∶LiNbO3晶体抗光损伤能力比LiNbO3晶体提高二个数量级.测试晶体的红外光谱,Zn∶In∶LiNbO3晶体吸收峰的位置相对LiNbO3晶体发生紫移,且随着Zn2+和In3+浓度增加紫移程度增加.晶体的倍频性能(相位匹配温度和倍频转换效率)研究表明:Zn∶In∶LiNbO3晶体相位匹配温度在室温附近.并研究了Zn∶In∶LiNbO3晶体抗光损伤机理和OH-吸收峰紫移的机理.     

激光晶体Zr∶Yb∶LiNbO3的生长及光谱性质研究

采用Czochralski技术分别生长了双掺Zr4+(1mol;,2mol;,3mol;)和Yb3+(0mol;,1mol;,1mol;)的Zr∶Yb∶LiNbO3晶体.测试了晶体的XRD图谱并与标准图谱进行了比较.测量了晶体的红外透射光谱,OH-的振动吸收峰分别位于3485 cm-1、3488 cm-1和3488 cm-1,当Zr4+浓度达到2mol;以后,继续增大Zr4+浓度,OH-的振动吸收峰不发生移动.研究了晶体的室温吸收、发射光谱和荧光寿命特性,表明Zr∶Yb∶LiNbO3晶体是一种潜在的可用来发展具有抗光损伤的新型激光晶体材料.     

Sc:In:Fe:LiNbO3晶体的生长及全息关联存储的研究

在Fe:LiNbO3中掺进Sc2O3和In2O3采用Czochralski技术生长Sc:In:Fe:LiNbO3晶体.测试Sc:In:Fe:LiNbO3晶体的红外光谱和抗光致散射能力.Sc(1mol;):In(2mol;):Fe:LiNbO3晶体OH-吸收峰移到3508cm-1,抗光致散射能力比Fe:LiNbO3晶体提高二个数量级.对Sc(1mol;):In(2mol;):Fe:LiNbO3晶体OH-吸收峰移动机理和抗光致散射能力增强的机理进行讨论.以Sc(1mol;):In(2mol;):Fe:LiNbO3晶体作存储元件,以Cu:KNSBN晶体作为位相共轭镜进行全息关联存储,试验结果表明全息关联存储的成象质量高、图象清晰完整、噪音小.     

Zn2+∶Yb3+∶LiNbO3晶体生长及光谱性能研究

采用提拉法成功生长了Zn2+(2mol;)单掺的同成分铌酸锂(Zn2+∶LiNbO3)晶体及Zn2+(6mol;)和Yb3+(1 mol;)双掺的同成分铌酸锂(Zn2∶Yb3+∶LiNbO3)晶体,晶体尺寸分别约为φ30 mm×40 mm和φ30 mm×50mm.测试了这两个晶体的XRD图谱并与标准图谱进行了比较.测量了Zn2∶LiNbO3和Zn2∶Yb3+∶LiNbO3晶体的红外透射光谱,OH-的振动吸收峰分别位于3484.2 cm-和3493.7 cm-1,表明Zn2+的掺杂浓度还都处在阈值以下.研究了Zn2+∶Yb3+∶LiNbO3晶体的室温吸收、发射光谱和荧光寿命特性,表明其是潜在的近红外激光增益介质,有望发展新型功能激光器件.     

不同Li/Nb比Mg:In:Fe:LiNbO3晶体的光折变性能研究

采用提拉法生长了不同Li/Nb比(Li/Nb=0.85,0.94,1.05,1.20,1.38)的Mg:In:Fe:LiNbO3(LN)单晶.测试了Mg:In:Fe:LN晶体的红外透射光谱,紫外吸收光谱,抗光致散射能力,响应时间和指数增益系数.实验结果显示:Li/Nb=0.85晶体的OH-吸收峰在3481cm-1附近, Li/Nb=0.94、1.05、1.20的晶体的OH-吸收峰在3505cm-1附近,而Li/Nb=1.38晶体的OH-吸收峰有三个,分别在3466cm-1、3481cm-1和3518cm-1附近.随着Li/Nb比的增大,晶体的紫外吸收边发生紫移,抗光致散射能力增强,响应速度加快,指数增益系数增大.结果表明:Li/Nb=1.38的晶体是性能最为优良的光折变晶体材料.     

In:Er:LiNbO3晶体生长及光损伤性能研究

在LiNbO3晶体中掺入In2O3和Er2O3,利用提拉法生长了In:Er:LiNbO3晶体,获得了In和Er在晶体中的分凝系数.通过测试晶体的吸收光谱和抗光损伤能力,确定In:Er:LiNbO3晶体中In的掺杂阈值浓度为～3mol;,In(3mol;):Er:LiNbO3晶体的抗光损伤能力比Er:LiNbO3提高3个数量级以上.研究了In的掺入使Er:LiNbO3晶体的吸收边移动和抗光损伤能力提高的机理.     

Zn:Fe:LiNbO3晶体的生长及其光学性能的研究

在LiNbO3中掺进ZnO和Fe2O3,以Czochralski技术生长Zn(7mol;):Fe(0.03;):LiNbO3,Zn(3mol;):Fe(0.03;):LiNbO3和Fe(0.03;):LiNbO3晶体.测试晶体的吸收光谱,Zn:Fe:LiNbO3晶体的吸收边相对Fe:LiNbO3晶体发生紫移.测试晶体的红外光谱,Zn(7mol;):Fe:LiNbO3晶体OH-吸收峰移到3529cm-1.测试晶体抗光致散射能力,Zn(3mol;):Fe:LiNbO3晶体抗光致散射能力比Fe:LiNbO3晶体提高一个数量级,Zn(7mol;):Fe:LiNbO3晶体比Fe:LiNbO3晶体高二个数量级.测试晶体的衍射效率和响应时间,Zn:Fe:LiNbO3晶体响应时间缩短,衍射效率降低.对吸收边和OH-吸收峰移动的机理,以及Zn:Fe:LiNbO3晶体抗光致散射能力增强的机理进行了研究.     

对LiNbO3∶Cu∶Ce和LiNbO3∶Fe晶体非挥发全息存储灵敏度的研究

以双中心模型为基础,理论研究了LiNbO3∶Cu∶Ce和近化学计量比LiNbO3∶ Fe晶体在稳态情况下的非挥发全息存储灵敏度.通过考虑了两个晶体在其深能级和浅能级中心之间所有可能的电子交换过程,理论结果显示在低光强连续光范围内LiNbO3∶Fe晶体比LiNbO3∶ Cu∶ Ce晶体有着更高的记录灵敏度.并且通过研究文中得到的记录灵敏度的解析表达式,发现灵敏度与晶体浅能级上可激发离子数密度和泵浦光光强成正比.此外,采用较短波长的泵浦光和更大深能级数密度的晶体是另两种改变晶体灵敏度的方式.     

Li/Nb比变化对Ce：Fe：LiNbO3晶体的光折变性能的影响

在LiNbO3晶体中掺进0.1wt?O2和0.03wt?2O3以Czochralski技术生长不同Li/Nb比(0.94、1.20、1.40)Ce:Fe:LiNbO3晶体,其中Li/Nb=1.40的Ce:Fe:LiNbO3晶体是化学计量比.测试了不同Li/Nb比Ce:Fe:LiNbO3晶体抗光损伤能力,得到随着Li/Nb比的增加,晶体的抗光损伤能力增加.研究了晶体抗光损伤能力增强的机理.随着Li/Nb比的增加,晶体的响应速度和光折变灵敏度增加.测试不同Li/Nb比Ce:Fe:LiNbO3晶体位相共轭效应,利用产生的位相共轭光波消除图像的位相共轭畸变.利用Li/Nb=1.40的Ce:Fe:LiNbO3晶体做记录介质,Li/Nb=1.20的Ce:Fe:LiNbO3晶体作位相共轭镜进行全息关联存储实验.实验结果表明,存储系统具有实时处理,成像质量好,信噪比高和可反复使用的优点.     

不同Li／NbZr：Fe：LiNbO3晶体的生长及光折变效应的研究

采用Czochralski技术生长不同Li/Nb双掺杂Zr:Fe:LiNbO3晶体,测试了晶体的光学均匀性和抗光折变能力.Zr:Fe:LiNbO3晶体双折射梯度比Fe:LiNbO3晶体降低一个数量级,抗光折变能力比Fe:LiNbO3晶体提高一个数量级,发现Zr4 在LiNbO3中具有抗光折变能力.采用二波耦合光路测试不同Li/Nb的Zr:Fe:LiNbO3晶体的衍射效率、响应时间、擦除时间并计算了动态范围和灵敏度,Zr:Fe:LiNbO3晶体的响应速度,灵敏度和动态范围都比Fe:LiNbO3晶体高,它的全息存储性能优于Fe:LiNbO3晶体.     

Tm∶YAG晶体的生长及吸收特性

采用提拉法生长出三种掺Tm3 浓度的Tm∶YAG晶体。运用ICP AES测定Tm3 离子在Tm∶YAG晶体中的分凝系数约为 1。室温下测定了Tm∶YAG晶体在 190～ 90 0nm之间的吸收光谱及 10 0 0～ 4 5 0 0cm-1范围内退火前后的红外吸收谱。测试结果表明 ,退火后 336 5cm-1处OH-1离子的吸收峰完全消失。说明在空气气氛下对Tm∶YAG晶体进行退火处理改善了晶体的性能。     

Sc:Fe:LiNbO3晶体的生长和光学性能研究

研究双掺Fe(0.03wt;Fe2O3)和Sc(0,1,2,3mol;)铌酸锂晶体全息存储性能.通过晶体红外光谱测试发现:Sc:Fe:LiNbO3晶体中Sc的掺杂浓度超过3mol;时,Sc:Fe:LiNbO3晶体的O-H吸收峰的位置从低掺杂时的3484cm-1移动到3508cm-1.采用光斑畸变法测得(3mol;)Sc:Fe:LiNbO3晶体抗光损伤能力为3.3×103 W/cm2,比Fe:LiNbO3提高了二个数量级.晶体的红外吸收光谱和抗光损伤能力显示:Sc的掺杂浓度为3mol;时具有明显的阈值特征.采用波长为632nm的He-Ne激光器作为光源,通过二波耦合方法测试晶体全息存储性能.实验表明:在一系列Sc:Fe:LiNbO3晶体中,Sc(2mol;):Fe:LiNbO3晶体能获得最佳的光折变灵敏度和动态范围.     

Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO_3晶体的非挥发性存储

以Czochralski技术生长不同Li/Nb比Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体。测试晶体抗光散射能力,Li/Nb=1.38的Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体抗光散射能力比Fe∶LiNbO3高一个数量级以上。以二波耦合光路,双波长(蓝光-红光)存储技术,测试晶体全息存储性能,结果表明双波长存储性能优于双色存储。双波长(蓝光-红光)(476nm)的光激载流子是空穴。Mn离子是浅能级,Fe离子是深能级。采用Li/Nb=0.94和1.05的Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体作为存储介质,以双波长(蓝光-红光)进行非挥发存储实验,它的非挥发衍射效率和响应速度高于双色存储。     

双掺杂铌酸锂晶体的生长及其光折变性质

采用提拉法以固液同成分配比(Li2CO3/Nb2O5＝48.6/51.4)生长了Fe掺杂及(Zn,Fe)、(Mg,Fe)和(Ce,Fe)双掺杂LiNbO3(LN)单晶.Ce:Fe:LiNbO3晶体的质量,指数增益系数和衍射效率皆高于Fe:LiNbO3晶体.所测得(Zn,Fe):LN、(Ce,Fe):LN、(Mg,Fe):LN和Fe:LiNbO3晶体的抗光致散射能力分别为8.2×103,3.2×102,8.3×102和1.2×102W/cm3;在488nm光进行的光折变实验中还原处理后的(Ce,Fe):LiNbO3晶体具有最高的二波耦合增益系数,为40.2cm-1,其全息衍射效率可达82.2%;实验结果表明(Zn,Fe):LiNbO3和(Mg,Fe):LiNbO3具有抗光散射能力强,响应时间短的特点,而(Ce,Fe):LiNbO3的增益系数和衍射效率均为最高,明显优于Fe:LiNbO3晶体.     

近化学计量组分掺铒铌酸锂的制备及性能测试

通过气相输运平衡技术,严格控制生长条件和气氛,制备了化学组分均匀、光学质量优异的近化学计量组分Er:LiNbO3晶体.通过对吸收边、喇曼谱及红外OH-吸收谱的测量,发现吸收边"蓝移";OH-吸收带显著减弱;Er:LiNbO3晶体中的E模(152cm-1)和A1模(632cm-1)的线宽也明显变窄.这些特征都证实了得到的Er:LiNbO3晶体已接近于化学计量组分,经过计算,其Li+含量达到49.7mol;.     

Eu∶Zn∶LiNbO3晶体全息存储性能的研究

在LiNbO3中掺进Eu2O3和ZnO生长Eu∶Zn∶LiNbO3晶体.采用二波耦合光路测试晶体的指数增益系数和衍射效率.以Eu∶Zn∶LiNbO3晶体作为存储元件,实现了全息关联存储.     

铈系列双掺LiNbO3晶体光折变效应的研究

在Ce:LiNbO3中掺进Mn2O3、Eu2O3和Fe2O3生长Ce:LiNbO3,Ce:Mn:LiNbO3,Ce:Eu:LiNbO3和Ce:Fe:LiNbO3晶体,并对晶体进行了氧化还原处理.以二波耦合光路测试晶体的指数增益系数.推导有效载流子浓度的计算式,并且测算了有效载流子浓度的数值.指数增益系数和有效载流子浓度是衡量晶体光折变性能的重要参数.铈系列双掺LiNbO3晶体具有优良的光折变性能.     

掺杂LN晶体光折变效应及图象光存储特性

利用514.5nm和632.8nm波长的激光,研究了单掺杂Fe和双掺杂Ce∶Fe离子铌酸锂晶体的光折变二波耦合及光折变全息存储特性.实验结果表明生长态双掺杂Ce∶Fe与单掺杂Fe的LiNbO3晶体的光折变波耦合增益差异不明显,但双掺杂Ce∶Fe的LiNbO3晶体的图象存储和擦除特性明显得到改善.氧化态样品具有较大的透过率光谱范围和较好的图象存储质量;还原态样品具有较大的光折变二波耦合增益特性.     

Mg:In:Er:LiNbO3晶体生长及波导基片光损伤的研究

在LiNbO3中掺进MgO,In2O3,Er2O3以Czochralski技术系统生长了Mg(3mol;):In(1mol;):Er(1mol;):LiNbO3,Mg(3mol;):In(2mol;):Er(1mol;):LiNbO3,Mg(3mol;):In(3mol;):Er(1mol;):LiNbO3晶体.Mg(3mol;):In(3mol;):Er(1mol;):LiNbO3晶体荧光光谱表明4I13/2→ 4I15/2(1.53μm)易实现激光振荡.采用质子交换工艺制作Mg:In:Er:LiNbO3晶体波导基片并以m线法研究Mg:In:Er:LiNbO3晶体波导基片的光损伤.发现抗光损伤能力依次为:Mg:In(3mol;):Er:LiNbO3＞Mg:In(2mol;):Er:LiNbO3＞Mg:In(1mol;):Er:LiNbO3>Er:LiNbO3.以锂空位模型研究Mg:In:Er:LiNbO3晶体抗光损伤能力增强的机理.